内容正文:
第十二章 简单机械
第3节 机械效率
知 识 回 顾
2、功的计算式是什么?
3、你如何理解功的原理?
1、什么是功?
通过一动滑轮用60 N的拉力提起重为100N的重物,使重物提高2m。
(1)拉力做多少功?
(2)如用手直接提起做功多少?
W直接=Gh=100N×2m=200J
W用机械=FS=60N×4m=240J
为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢 ?
解:S=2h=2×2m=4m
F
1.有用功(W有用):
对人们有用的功叫有用功。
2.额外功(W额外):
人们不需要但又不得不做的功.
3.总功(W总):
有用功与额外功的总和。
( W总= W有用+W额外)
用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?
目的:提水
提水所做的功是有用功;
提水桶所做的功是额外功。
如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?
目的:捞桶
提水桶所做的功是有用功;
提水所做的功是额外功。
沙子 重 100 N 桶重 20 N
体重 400 N 口袋重 5 N
动滑 轮重 10 N
目的:把沙子运到三楼
克服沙子重力做的功就是有用功
W有用=G 沙h=100N×6m=600J
W总=(G 沙+ G 人+ G 桶)h
=3120 J
W有用/W总 = 19.2%
W总= (G 沙+ G 动滑轮+ G 桶)h
= 780 J
W有用/W总 = 76.9%
W总= (G 沙+ G 动滑轮+ G 袋)h
= 690 J
W有用/W总 = 87.0%
三种情况下有用功在总功中占的百分比:
1、 19.2%
2、 76.9%
3、 87.0%
机械效率(η):有用功跟总功的比值叫机械效率
η=
机械效率用百分数表示,没有单位。
某起重机的机械效率是70%,它表示什么意思?
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是70%。
起重机的机械
效率是60%
它表示什么意思?
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%,也可以说有用功在总功中占有60%,另外的40%是额外功.
汽油机 22%-27%
喷气发动机 50%-60%
离心式水泵60%-80%
柴油机28%-37%
一些机械的机械效率
探 讨
三、如何提高机械效率
1、尽量减小额外功,采取减轻机械自重和加润滑油的办法减小摩擦
2、当额外功一定时,在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力。
滑轮组竖提
使用同一滑轮组,所提物体越重,机械效率越高
二 探究滑轮组的机械效率
滑轮组 绳 物体(或钩码)
1.实验器材
弹簧测力计
刻度尺
测量工具
2.实验原理
3. 需要测量的物理量
物体上升的高度
绳子自由端移动的距离
所提物体的重
绳子自由端的拉力
1)匀速竖直拉动物体
2)可以省略的测量工具----刻度尺
不必测量的量
猜想:滑轮组的机械效率与哪些因素有关
物体的重
滑轮重
绳与轮间的摩擦
绳重
承担物重的绳子段数
减小动滑轮的重,绳重
减小滑轮与绳间的摩擦----加润滑油
3)提高滑轮组机械效率的方法
增大物体的重
实验数据:
机械效率
有用功
W有用
(J)
鈎码上升高度
h(m)
鈎码重
G(N)
总功
W总
J
拉力移动距离
S(m)
拉力
F(N)
0.5
1.0
0.1
0.3
2.0
0.1
0.9
0.3
0.15
0.1
0.27
0.2
66.7%
74.1%
4.0
4.0
1.5
1.2
0.1
0.1
0.3
0.5
0.4
0.4
0.45
0.60
88.9%
66.7%
4 影响滑轮组的机械效率的因素
同一滑轮组,所提物体越重,机械效率越高,与滑轮组的绕法无关
①测量小木块的重量,记录数据;
③改变斜面的倾斜程度,重复步骤②。
②把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉;分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。
⑵实验过程:
⑶注意事项:
②拉力要与斜面平行。
③及时记录数据。
①要匀速拉动物体。
4、记录表格:
斜面倾斜程度 木块重量
G/N 斜面高度
h/m 拉力
F/N 斜面长
s/m 有用功
W有/J 总功
W总/J 机械效率
℅
较缓
较陡
很陡
四、光滑程度相同的斜面越陡,越费力,机械效率越高。
有用功:对人们有用的功.
总 功:有用功加额外功的和.
额外功:对人们没有利用价值而又不
得不做